据澳大利亚的一组科学家称,机器人技术的未来基于水凝胶。 他们创造了一种类似果冻的材料,但又具有真正人类皮肤、韧带和骨骼的强度和耐用性。
澳大利亚国立大学的蒋震、Broden Diggle、印度 CG Shackleford 和 Luke A. Connal 在 Advanced Materials 上发表的研究“Tough, Self-Healing Hydrogels Capable of Ultrafast Shape Changes”解释了细节。
“在许多科幻电影中,我们看到最复杂的工作是由人造人形机器人完成的。 我们的研究朝着实现这一目标迈出了重要的一步”,材料工程师蒋震说。
然而,现代材料仍远非完美。 有些可以承受机械压力,有些具有自我修复的能力,而有些则可以记住形状或改变颜色。 新的发展结合了这些和许多其他特征,为整个行业打开了未来的世界。
人造肉可以像人的肌肉一样改变形状
所创造的材料具有许多关键特性:它非常耐用,并且能够像人类肌肉一样改变形状。新水凝胶中的化学反应进行得非常快。 因此,如果同行需要 10 分钟来解除负载,使用水凝胶的设备可以在 10 秒内完成。 它易于制造。 它可以快速且廉价地创建。 除此之外,专家将在未来使用各种聚合物为水凝胶提供更多令人难以置信的特性。
这种开创性新材料的关键是温度升高。 通过制造水凝胶薄膜,研究人员加热它们以改变它们的形状。 恢复到原来的温度后,形状保持不变。 这可以通过使用碳氮水凝胶配方来实现。
据专家介绍,暴露在温度变化下可以使水凝胶起到人造肌肉的作用。 高耐用性使其能够提升重物。
这在文章中被解释为“使用这种多功能水凝胶的优势通过在热刺激下以可逆和可重复的方式提升重物的能力得到进一步证明。”
科学家们希望这种新材料能在机器人技术中得到应用。 目前,正在将水凝胶转化为用于 3D 打印机的某种墨水。